Le Centre d’expertise hydrique du Québec réalise présentement un projet de modélisation hydrodynamique et de cartographie du système hydrique du bassin versant du Haut Saint-François. Ce projet a pour but de fournir aux gestionnaires de barrages du Centre d’expertise hydrique du Québec des outils supplémentaires afin de les appuyer et de les supporter dans leurs différentes tâches. Le réseau hydrographique du bassin versant du Haut Saint-François est caractérisé par la présence de deux réservoirs (lacs Saint-François et Aylmer) en tête du bassin, situés sur la rivière Saint-François. On y trouve également le lac Louise qui est un élargissement de ce dernier cours d’eau ainsi que la rivière au Saumon, qui est un affluent important. Les niveaux des lacs Saint-Francois et Aylmer sont contrôlés par des barrages appartenant au gouvernement du Québec. Un troisième ouvrage de retenue, le barrage de Weedon appartement à Hydro-Sherbrooke, constitue finalement la limite aval du projet en cours. Différents relevés de terrain ainsi que des campagnes de mesures en période de crues ont été réalisé au courant de l’année 2008. De plus les levés topographiques de la zone étudiée ont été réalisés à partir de survols par laser aéroporté. Par la suite, le réseau hydrographique a été modélisé à l’aide du logiciel HEC-RAS, un logiciel de courbes de remous à une dimension. L’utilisation des logiciels HEC-GeoRAS et ArcGIS permettront au cours de la prochaine année d’établir des courbes de conséquences ainsi qu’à produire une cartographie relative aux zones inondées pour l’ensemble du secteur étudié.
Présentation du Keynote du jeudi 20 octobre 2016 - M. Paul Ramsey
Cartographie des courbes de conséquence - BV du Haut Saint-François
1. Cartographie des courbes
de conséquences
BV du Haut-Saint-François
Colloque Géomatique 2009
Montréal, les 21 et 22 octobre 2009
Stéphane Comtois, analyste en géomatique
2. Plan de la présentation
Centre d’expertise hydrique du Québec (CEHQ)
Description du projet
Logiciels utilisés
Secteur à l’étude
Informations recueillies
Modélisation hydrodynamique
Cartographie des zones inondées pour différentes élévations
Conclusion
www.cehq.gouv.qc.ca
3. Centre d’expertise hydrique du Québec
(CEHQ)
Agence du ministère du Développement durable, de l’Environnement
et des Parcs du Québec, créée en avril 2001 :
210 employés (ingénieurs, professionnels, techniciens, personnel
administratif);
Mission : Gérer le régime hydrique du Québec avec une
préoccupation de sécurité, d’équité et de développement durable.
www.cehq.gouv.qc.ca
4. Centre d’expertise hydrique du Québec
(CEHQ)
Principaux mandats :
Exploiter les stations hydrométriques publiques du Québec;
Exploiter quelque 800 barrages publics;
Contribuer à la régularisation des bassins hydrographiques
limitrophes du Québec (Saint-Laurent, Grands Lacs et Outaouais);
Voir à l’application de la Loi sur la sécurité des barrages qui vise
quelque 5 575 barrages du Québec;
Fournir un soutien aux municipalités dans la détermination des
zones inondables et des moyens de lutte contre les inondations;
Assurer la gestion foncière du domaine hydrique de l’État;
Fournir en matière d’hydrologie et d’hydraulique l’expertise
nécessaire au soutien des activités du Ministère.
www.cehq.gouv.qc.ca
5. Plan de la présentation
Centre d’expertise hydrique du Québec (CEHQ)
Description du projet
Logiciels utilisés
Secteur à l’étude
Informations recueillies
Modélisation hydrodynamique
Cartographie des zones inondées pour différentes élévations
Conclusion
www.cehq.gouv.qc.ca
6. Description du Projet
• La cartographie des courbes de conséquences consiste en la
modélisation hydrodynamique et la cartographie du système
hydrique d’un bassin versant.
• Le but est de fournir à différents intervenants (sécurité civile,
municipalités, gestionnaires d’ouvrages) des outils supplémentaires
afin de les appuyer et de les supporter dans leurs différentes
tâches.
• Le secteur choisi pour lancer le projet, est le bassin versant du
Haut-Saint-François.
7. Description du Projet
Le réseau hydrographique du
bassin versant est caractérisé
par la présence de deux
réservoirs en tête du bassin.
On y trouve également un lac
dans le secteur modélisé,
ainsi qu’un affluent important.
8. Plan de la présentation
Centre d’expertise hydrique du Québec (CEHQ)
Description du projet
Logiciels utilisés
Secteur à l’étude
Informations recueillies
Modélisation hydrodynamique
Cartographie des zones inondées pour différentes élévations
Conclusion
www.cehq.gouv.qc.ca
9. Les logiciels utilisés
Hec-RAS
Hec-Geo-RAS
Terrain
Arc GIS Survol laser
Survol laser Relevés terrain
Relevés terrain Relevés terrain
Relevés terrain Étude
aéroporté ou autre (bathymétrie) (niveau d’eau et débit)
(niveau d’eau et débit)
aéroporté ou autre (bathymétrie) de
zones
Modélisation et simulation numérique inondables
(HEC-RAS)
Réalisation du fichier HEC-RAS
Réalisation du fichier HEC-RAS Calage du modèle Hec-Ras
Calage du modèle Hec-Ras
ARC-GIS et HEC-GeoRAS
Modèle numérique de terrain avec
Modèle numérique de terrain avec
laser aéroporté et relevés en rivière
laser aéroporté et relevés en rivière
(fichier TIN ou GRID)
(fichier TIN ou GRID)
Débits à simuler
Débits à simuler
Résultats (niveau d’eau)
Résultats (niveau d’eau)
du modèle HEC-RAS
du modèle HEC-RAS Prévision des débits
Prévision des débits
(si disponible)
(si disponible)
Cartographie de la zone inondée
Cartographie de la zone inondée
10. Logiciels utilisés
HEC-RAS est un modèle hydrodynamique à 1-D qui permet de simuler des
écoulements en régime non permanent.
Plusieurs données sont requises pour élaborer le modèle :
Données de terrain permettant d’obtenir la géométrie des rivières à l’étude;
Des conditions à chacune des limites (amont et aval) du système.
Riv_des_Anglais_jonction_avec_Noire
.085 .05 .085
54 Legend
Ground
53
Bank Sta
52
Elevation (m)
51
50
49
48
47
0 20 40 60 80 100 120
Station (m)
11. Logiciels utilisés
• Hec-GeoRAS est une extension conçue
pour être utilisée avec ArcGIS et HEC-
RAS.
• Permet de réaliser un fichier de données
géométriques terrain de la rivière et de les
importer dans HEC-RAS.
• Une fois la modélisation hydrodynamique
du cours d’eau terminée, les résultats
peuvent être réimportés dans ArcGIS à
l’aide de HEC-GeoRAS. Cela permet
d’obtenir la cartographie des zones
inondées à un débit donné.
12. Logiciels utilisés
• ArcGIS est un ensemble de logiciels SIG réalisé par la société
ESRI.
13. Plan de la présentation
Centre d’expertise hydrique du Québec (CEHQ)
Description du projet
Logiciels utilisés
Secteur à l’étude
Informations recueillies
Modélisation hydrodynamique des rivières
Saint-François et au Saumon
Cartographie des zones inondées pour différentes élévations
Conclusion
www.cehq.gouv.qc.ca
14. Secteur à l’étude
Barrage amont
Modèle numérique de terrain
(survol laser aéroporté)
Barrage central
Modèle numérique de terrain
(survol laser aéroporté +
sections transversales)
Barrage aval
15. Plan de la présentation
Centre d’expertise hydrique du Québec (CEHQ)
Description du projet
Logiciels utilisés
Secteur à l’étude
Informations recueillies
Modélisation hydrodynamique
Cartographie des zones inondées pour différentes élévations
Conclusion
www.cehq.gouv.qc.ca
16. Informations recueillies
Relevés bathymétriques
5 campagnes de mesures de niveaux d’eau
Relevé photographique en période de crue
Survol laser aéroporté sur l’ensemble du secteur
Modèle 1-D HEC-RAS
19. Plan de la présentation
Centre d’expertise hydrique du Québec (CEHQ)
Description du projet
Logiciels utilisés
Secteur à l’étude
Informations recueillies
Modélisation hydrodynamique
Cartographie des zones inondées pour différentes élévations
Conclusion
www.cehq.gouv.qc.ca
20. Modélisation hydrodynamique
Pour ce cas, 3 conditions aux limites sont nécessaires.
Barrage amont
Hydrogramme
de débits
Hydrogramme
de niveaux Hydrogramme
de débits
Barrage aval
21. Modélisation hydrodynamique
Description des trois conditions :
Conditions amont sur le cours d’eau principal : Débits sortant du barrage
influencés par l’ouverture des vannes et du niveau d’eau en amont du
barrage.
Condition aval sur le cours d’eau principal : Niveaux d’eau au barrage
situé en aval.
Condition amont sur l’affluant : Débit de la rivière provenant d’une station
hydrométrique.
22. Plan de la présentation
Centre d’expertise hydrique du Québec (CEHQ)
Description du projet
Logiciels utilisés
Secteur à l’étude
Informations recueillies
Modélisation hydrodynamique
Cartographie des zones inondées pour différentes élévations
Conclusion
www.cehq.gouv.qc.ca
28. Cartographie
Dans les mêmes conditions :
• Cartographie maximale inondée en
rouge;
• Cartographie de la zone inondée par
un minimum de 10 cm d’eau;
• Cartographie de la zone inondée par
un minimum de 30 cm d’eau.
29. Cartographie
Tableau comparatif
Immeubles recevant de Immeubles recevant un Immeubles recevant un
Description
l’eau minimum de 10 cm d'eau minimum de 30 cm d'eau
Autres immeubles
13 4 3
résidentiels
Logement 15 6 4
Chalet 40 21 5
Culturelle, récréative et de
1 1 1
loisirs
Production et extraction de
2 2 2
ressources naturelles
Immeubles non exploités
14 8 5
et étendues d’eau
Total 85 42 20
30. Cartographie
Tableau comparatif
Immeubles recevant Immeubles recevant un Immeubles recevant un
Description
de l’eau minimum de 10 cm d'eau minimum de 30 cm d'eau
Total 85 42 20
Si nous analysons les données du tableau précédent :
• il y a 85 propriétés de touchées;
• 42 reçoivent un minimum de 10 cm d’eau;
• 20 reçoivent plus de 30 cm d’eau.
Les conséquences sont donc élevées pour 20 propriétés.
31. Plan de la présentation
Centre d’expertise hydrique du Québec (CEHQ)
Description du projet
Logiciels utilisés
Secteur à l’étude
Informations recueillies
Modélisation hydrodynamique
Cartographie des zones inondées pour différentes élévations
Conclusion
www.cehq.gouv.qc.ca
32. Conclusion
• Les courbes de conséquences sont un autre bel exemple de la
collaboration entre ingénieurs et géomaticiens.
• À l’origine des courbes de conséquences, nous avions développé le
Projet Caterine (CArtographie en TEmps Réel des zones
Inondables et des Niveaux d’Eau).
• Maintenant, à partir des prévisions météorologiques, des prévisions
de débits et des simulations, nous pouvons produire des cartes des
zones inondables.
33. Participants au projet
• Isabelle Dionne, étudiante en génie des eaux
• Jean Francoeur, ing., M. Sc.
• Stéphane Comtois, analyste en géomatique